- •Глава 1 – Введение в стандарт gsm
- •Обзор системы gsm Содержание
- •Глава 1 – Введение в стандарт gsm 5
- •Глава 2 - Концепция беспроводной связи 24
- •Глава 3 – Концепция построения каналов в системе gsm 44
- •Глава 9 - Варианты сценариев обслуживания вызовов 95
- •Глава 10 - Сотовое планирование 108
- •Глава 1 – Введение в стандарт gsm
- •1.1. Мобильная связь
- •1.2. История беспроводной связи
- •1.3. Стандарты мобильной связи
- •1.4. Глобальная система для мобильной связи (gsm)
- •История gsm. Основные этапы развития стандарта gsm.
- •1.4.2 Рекомендации etsi gsm
- •1.5 Фазы развития стандарта gsm
- •1.6. Сокращения, применяемые в системах сотовой связи
- •1.7 Описание компонентов сети gsm
- •1.8 Состав системы коммутации ss
- •1.8.1 Центр коммутации мобильной связи (msc)
- •Опорный регистр местоположения (hlr)
- •Визитный регистр (vlr)
- •Центр аутентификации (auc)
- •1.8.4.1 Регистр идентификации оборудования абонента (eir)
- •Мобильная станция (ms)
- •1.10 Географическая структура сети gsm
- •1.10.1 Сота
- •1.10.2 Зона местоположения (la)
- •Зона обслуживания msc (sa)
- •Зона обслуживания plmn
- •1.10.5 Зона обслуживания gsm
- •1.11. Частотный диапазон gsm
- •1.12 Состояния мобильной станции
- •Глава 2 - Концепция беспроводной связи
- •2.1 Частотная концепция
- •2.1.1 Частота
- •2.1.2. Длина волны
- •2.1.3. Полоса пропускания
- •2.1.4. Каналы
- •2.1.5. Дуплексный разнос
- •2.1.6. Канальное разделение
- •2.1.7. Ёмкость системы и повторное использование частот
- •2.1.8 Скорость передачи
- •2.1.9 Модуляция
- •2.1.10. Метод доступа: временное разделение каналов (tdma)
- •2.2 Аналоговая и цифровая передача
- •2.3. Проблемы, возникающие при передачи радиосигналов
- •2.3.1. Потери на пути распространения радиосигналов (Path loss)
- •2.3.2. Затенения (Shadowing)
- •2.3.3. Многолучёвые замирания (Multipath fading)
- •2.3.4. Релеевские замирания сигналов (Rayleigh fading)
- •2.3.5. Временная дисперсия (Time Dispersion)
- •2.3.6. Временное наложение (Time Alignment)
- •2.3.7. Комбинированные потери сигнала (Combined Signal Loss)
- •2.4 Решение проблем, возникающих при передаче сигнала
- •2.4.1. Перемежение (Interleaving)
- •2.4.2. Разнесённый приём (Antenna Diversity)
- •2.4.2.1 Пространственное разнесение
- •2.4.2.2 Поляризационное разнесение
- •2.4.3. Адаптивная коррекция (Adaptive Equalization)
- •2.4.4. Перескоки по частоте (Frequency Hopping)
- •2.4.5. Временная задержка (Timing Advance)
- •2.5 Процесс передачи в системе gsm
- •2.5.1. Аналого-цифровое преобразование. (Analog To Digital (a/d) Conversion)
- •2.5.1.1 Дискретизация (Sampling)
- •2.5.1.2 Квантование (Quantization)
- •2.5.1.3 Кодирование (Coding)
- •2.5.2. Сегментация (Segmentation)
- •Речевое кодирование4 (Speech Coding)
- •Канальное кодирование (Channel Coding)
- •Перемежение (Interleaving)
- •2.5.5.1. Первый уровень перемежения
- •2.5.5.2. Второй уровень интерливинга
- •Шифрование (Ciphering/Encryption)
- •Форматирование пакета (Burst Formatting)
- •Модуляция и передача
- •Глава 3 – Концепция построения каналов в системе gsm
- •3.1. Физические и логические каналы
- •3.1.1. Логические каналы
- •3.1.1.1 Каналы управления
- •3.1.1.2 Каналы для передачи трафика
- •3.1.2. Пакеты (Bursts)
- •3.1.2.1. Соотношения между временными интервалами и кадрами
- •3.2. Размещение логических каналов на физических каналах
- •3.2.1. Несущая «0», временной интервал «0»
- •3.2.2. Несущая «0», временной интервал «1»
- •3.2.3. Несущая «0», временные интервалы со второго по седьмой и все остальные временные интервалы других несущих той же самой соты
- •3.3. Пример обслуживания входящего вызова к ms
- •Глава 4 - gprs Служба пакетной передачи данных по радиоканалам общего пользования
- •4.1 Архитектура сети gprs
- •4.2 Система базовых станций (bss)
- •Система коммутации каналов (css)
- •4.3.1 Центр аутентификации (auc)
- •4.3.2Система коммутации пакетов (pss)
- •4.3.3 Терминалы ggsn
- •4.3.4 Другие объекты
- •Выбор ggsn
- •Функции gprs
- •4.5.1 Маршрутизация
- •4.5.2 Передача sms с помощью gprs
- •4.6 Шлюзовой узел поддержки gprs (ggsn)
- •4.7 Функции ggsn
- •4.8 Логические каналы
- •4.9 Назначение каналов в системе gprs
- •Глава 5 - Система коммутации Введение
- •5.2. Центр коммутации подвижной связи/визитный регистр (msc/vlr)
- •5.2.1 Функции msc
- •5.2.2 Визитный регистр (vlr)
- •5.2.3 Шлюзовой центр коммутации (gmsc)
- •5.2.3.1 Функции gmsc
- •5.2.3.2 Реализация gmsc
- •5.2.4 Опорный регистр местоположения (hlr)
- •5.2.4.1 Функции hlr
- •Межсетевой регистр ilr
- •5.2.5.1 Функции ilr
- •Центр аутентификации auc и регистр идентификации оборудования eir
- •5.2.6.1 Функции auc
- •5.2.6.2 Функции eir
- •Интерфейс передачи данных
- •5.2.7.1 Функции dti
- •Центр обработки сообщений (mc)
- •5.2.8.1 Функции центра обработки сообщений mc
- •Глава 6 - Описание системы базовых станций
- •6.1 Введение
- •Контроллер базовых станций и транскодер
- •Базовые станции
- •Другое оборудование сетевого доступа
- •6.2 Транскодер
- •6.2.1 Функции транскодера trc
- •Транскодирование
- •Адаптация по скорости
- •6.3 Контроллер базовых станций (bsc)
- •6.3.1 Основные функции bsc
- •Управление радиосетью
- •Управление bтs
- •Управление trc
- •6.3.1.4 Управление сетью передачи информации
- •6.3.1.5 Функции внутреннего эксплуатационно-технического обслуживания bsc
- •6.3.1.6 Управление соединением с ms
- •6.4 Базовые станции
- •6.4.1 Введение в bтs
- •6.4.2 Функции bts
- •6.4.2.1 Радиоресурсы
- •6.4.2.2 Обработка сигнализации
- •7.2.2.2 Обновление местоположения (Location updating)
- •7.2.3 Активный режим (Active mode)
- •7.2.4 Функции сохранения энергии
- •7.2.4.2 Прерывистый приём (drx)
- •7.2.5 Классы мобильных станций
- •7.3 Идентификационный модуль абонента (sim)
- •7.3.1 Типы sim-карт
- •7.3.2 Функции обеспечения безопасности
- •7.3.3 Требования к информации, хранящейся в sim
- •7.3.3.1 Обязательные данные
- •7.3.4 Абонентские данные ms
- •7.3.4.1 Контроль pin-кода
- •7.3.4.2 Блокирование/деблокирование sim
- •8.2.2 Интернациональный идентификатор мобильного абонента (imsi)
- •8.2.3 Временный идентификатор мобильного абонента (tmsi)
- •8.2.3 Идентификационный номер оборудования ms (imei)
- •8.2.4 Интернациональный идентификатор оборудования ms и номер программного обеспечения (imeisv)
- •8.3 Идентификаторы местоположения
- •8.3.1 Номер ms в роуминге (msrn)
- •8.3.2 Идентификатор местоположения (lai)
- •8.3.3 Глобальный идентификатор соты cgi
- •8.3.4 Идентификационный код бс (bsic)
- •8.3.5 Номер местоположения ln
- •8.3.6 Идентификатор локальной зоны абонирования (rszi)
- •8.3.7 Конфиденциальная процедура идентификации абонента
- •Глава 9 - Варианты сценариев обслуживания вызовов
- •9.1 Варианты сценариев обслуживания вызовов: ms в состоянии idle
- •9.1.1 Включение ms в сеть
- •9.1.1.2 Обновление местоположение (lu), тип - imsi attach
- •9.1.2 Сетевой роуминг
- •9.1.2.1 Смена соты внутри la
- •9.1.2.2 Обновление местоположения внутри одного msc/vlr
- •9.1.2.3 Обновление местоположения при входе в зону обслуживания нового msc/vlr
- •9.1.2.4 Обновление местоположения, тип - периодическая регистрация
- •9.1.3 Отключение от сети
- •9.1.3.1 Отключение imsi (imsi Detach)
- •9.1.3.2 Полное отключение от сети (Implicit Detach)
- •9.1.3.3 Удаление из vlr информации о ms (ms Purging)
- •9.2 Варианты сценариев обслуживания вызовов: ms в активном режиме
- •9.2.1 Исходящий вызов ( ms – pstn)
- •9.2.2 Входящий вызов (pstn - ms)
- •9.2.3 Хэндовер (Handover)
- •9.2.3.1 Процедура осуществления хэндовера (Locating)
- •9.3 Международный вызов
- •9.3.1 Включение imsi (imsi Attach)
- •9.3.2 Вызов на ms
- •9.3.3 Процедура Dropback
- •9.3.4 Передача коротких сообщений
- •9.3.5 Передача sms с ms
- •9.3.6 Мобильный прием sms
- •Глава 10 - Сотовое планирование
- •10.1 Планирование
- •10.1.1 Старт: анализ трафика и покрытия
- •10.1.1.1 Стоимость системы
- •10.1.1.2 Пропускная способность системы
- •10.1.1.3 Покрытие (зона обслуживания)
- •Вероятности блокировки вызовов
- •Анализ доступных частот
- •Качество связи
- •Анализ абонентского распределения
- •Прочие факторы
- •Номинальный сотовый план
- •Определение количества bs
- •Составление карты номинального сотового плана
- •Расчет покрытия и интерференции
- •Распространение радиоволн
- •Повторное использование частот
- •Интерференция
- •Формирование кластерной структуры сот в диапазоне gsm 900 и распределение частот
- •Выбор объектов размещения базовых станций.
- •Привязка к сетке номинального плана
- •Тип выбираемого объекта
- •Место размещения антенн
- •Пространственное разнесение антенн
- •Существующие препятствия
- •Место размещения оборудования
- •Питание базовой станции
- •Транспортная сеть
- •Договор с арендодателем
- •Составление проекта
- •10.1.5 Строительство системы
- •10.2 Оптимизация
- •10.2.1 Проведение натурных измерений
- •Классификации измерений в сетях сотовой связи
- •Классификации измерительных систем
- •10.2.1.3 Описание измерительного комплекса tems Investigation
- •10.2.2 Анализ статистики и распределения трафика
- •10.3 Развитие
Анализ доступных частот
При анализе доступных для планирования частот, важнейшим пунктом является оценка электромагнитной совместимости (ЭМС) подсистемы базовых станций BSS. ЭМС рассматривается на двух уровнях:
межсистемная ЭМС;
внутрисистемная ЭМС.
В рамках требований межсистемной ЭМС рассматриваются вопросы, относящиеся к обеспечению совместной работы приемопередающего оборудования подсистем BSS с радиоэлектронными средствами (РЭС) гражданского и специального назначения, работающими в соответствующих частотных диапазонах и в пределах координационных расстояний. Основой для обеспечения межсистемной ЭМС является разделение частотного диапазона, определяемое Регламентом радиосвязи Российской Федерации.
Анализ межсистемной ЭМС проводится на этапе выдачи Государственной радиочастотной службой разрешений на использование операторами связи радиочастот.
В рамках рассмотрения межсистемной ЭМС могут быть выделены вопросы обеспечения объектной ЭМС. Объектная ЭМС должна обеспечить совместную работу различных РЭС, устанавливаемых на одном объекте, и предусматривает отсутствие взаимных помех под воздействием излучаемых радиочастот, их гармоник и продуктов интермодуляции.
Качество связи
Качество в системах сотовой связи определяется множеством факторов. При проектировании учитывают:
вероятность блокировки (GOS);
RX Quality
SQI (Speech Quality Index)
Анализ абонентского распределения
На данном этапе анализируется:
плотность застройки территории, ее неравномерность;
направление и загруженность автомобильных дорог в данном районе;
статистика загрузки существующих сетей PSTN или PLMN.
На основании полученных данных определяется топология сотовой сети. Топология подсистем базовых станций BSS строится на основе сотовых структур. Радиусы сот подбираются в соответствии с плотностью абонентской нагрузки и требованиями по пропускной способности. Различают 3 градации размеров сот:
макросоты радиусом (3.5 – 35) км;
микросоты6 радиусом (0.5 – 3.5) км;
пикосоты радиусом до 0.5 км.
Таким образом, адаптируется топология подсистемы базовых станций к величине, плотности и территориальному распределению абонентской нагрузки.
Прочие факторы
При строительстве PLMN важно так же учитывать:
возможность появления другого оператора в регионе. Если такой оператор уже существует, то оценивается его работа, ценовая политика, учитываются недостатки и достоинства его сети;
оценивается платежеспособность и материальное благосостояние населения.
А так же другие технические, экономические, социальные факторы, так или иначе влияющие на процесс планирования.
Номинальный сотовый план
Номинальный сотовый план это графическое изображение будущей сотовой сети и выглядит он как набор сот, нанесенный поверх географической карты. Но прежде чем определить расположение BS и сот на карте, необходимо произвести расчеты.
Определение количества bs
Общее количество базовых станций, определяется двумя параметрами:
обеспечение непрерывного радиопокрытия;
обеспечение необходимой пропускной способности.
На начальном этапе мы не можем предсказать, как и в каком количестве будет распределена нагрузка в системе. На данном этапе проектирования, нам необходимо обеспечить непрерывное радиопокрытие заданной территории. Необходимо выбирать расстояния между BS для того, чтобы в случае внедрения приемопередатчиков GSM 1800 в целях увеличения емкости, удовлетворялись требования по силе и качеству сигнала.
Что касается пропускной способности, то мы можем достаточно широко варьировать ее величиной за счет использования от 1 до 3-х приемопередатчиков и полускоростных каналов.
Оптимальное расстояние между соседними BS и радиус сот зависит от типа местности и от частотного диапазона. Данные величины рекомендованы компанией Ericsson при строительстве совмещенных сетей стандартов GSM 900/1800.
Таблица 10.2 – Оптимальные размеры сот
|
|
GSM 1800 |
GSM 900 | ||
|
Радиус соты, км. |
Расстояние между BS, км. |
Радиус соты, км |
Расстояние между BS, км. | |
|
Город |
2.7 |
4.0 |
3.7 |
5.6 |
|
Пригород |
5 |
7.5 |
8.1 |
12.2 |
|
Открытая местность |
22 |
33 |
27 |
41 |
Эти величины являются мерой оценки необходимого количества BS по критерию непрерывного покрытия.
В местах, где предполагается большое количество нагрузки BS необходимо располагать несколько ближе друг к другу, чем в местах меньшей концентрации трафика.